太傻

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Rendering of Translucent Object With PRT(原创)

     半透明物体(Translucent materials)在我们周围随处可见。大理石、玉器、皮肤、牛奶等等就属于这一类。半透明物体的绘制必须考虑到次表面散射(subsurface scattering),表面的入射光线除了反射以外，还有大量光线经入射点进入物体，在物体内部传输的过程中不断被吸收，不断被散射，最后在入射点附近穿出(BSSRDF)。
     DIRECTX SDK中早在2004年便把subsurface scattering包含进了PRT的API中。DIRECTX SDK的例子中一直有一个PRT DEMO的例子，也展示了subsurface scattering的效果，我当时对着几个参数捣鼓了好一阵，出来的半透明效果平淡无奇，一点也没有国外论文中所附样图的风采。是不是我用的模型面数太少啊？是不是PRT中带的SSS技术不适用半透明物体啊？是不是还有什么未知的东西啊？
     带着这些疑问过了好几年。期间,曾经在MSN上碰到这方面的一个专家，来想问他些问题，但是又不好意思说，怕打扰了他的工作，只是向他讨要了他的博士论文（可惜后来在电脑中丢了）。
     2008年初，我写EMAIL给了曾在微软研究院做过实习生的赵爽(上海交大的学生，我查到了他的主页，上面有EAMIL，SIGGRAPH 2008有一篇论文，他是第二作者)，向他讨教了几个问题。赵爽真是很“爽快”，第二天就给我回了信，谈了几点他自己的看法：“PRT 简单地说，是利用光源输入和物体的亮度具有线性关系（也就是说，光源亮度提高1倍，那么物体亮度也提高1倍）这一性质，预先以一些特定的基函数为光源，计算物体的appearance。然后对于任意光源，通过投影到该基函数上，并将预先计算好的 apperance 相加，即可得到物体在当前光源下的appearance。因此 PRT 是可以应用在半透明材质的渲染上的。至于你说的按 vertex 计算这一问题，的确这是 PRT框架的一个一般性问题，和是否是半透明材料无关。相反，对于很多半透明材料，尤其是 homogeneous 的材料，它们的 appearance相对比较低频，vertex 采样率反而可以低一点。至于微软 SDK 里面的渲染效果，其实我并不清楚微软 SDK 里面是如何渲染半透明物体的”。由此可见，模型面数少一些对半透明效果的影响并不大，也不是决定性因素。
     后来，我看到了清华博士生徐昆（他也在微软研究院做过实习生，我发现做半透明物体这方面论文的都在那儿做过Research Intern。与英雄呆在一起，不知不觉也会变成英雄，不知道这样的比喻恰不恰当。）在EUROGRAPHICS2007上发表的论文“Real-time homogenous translucent material editing”，这篇论文讲了可变半透明物体材质的实时绘制，还带了一段非常棒的DEMO VIDEO。这文章又燃起了我熄灭好久的探寻半透明物体绘制奥秘的希望。特别是其中一句话提醒了我为什么DIRECTX SDK中的PRT DEMO的半透明物体效果比较差劲。“Since human perceives glossy surfaces more translucent than surfaces without glossy, for increased realism, we add a specular component to the final rendering. ”也就是说，人眼看有光泽的物体表面更能感受到半透明质地，所以加上高光，半透明的真实感更能体现出来。嗯，找到了问题的关键。
      我在DIRECTX SDK的PRT DEMO上做了个小修改，增加了几个点光源的Specular Lighting。引入些许高光，渲染的图像立刻与以往不同了，效果出奇的好。请看如下图片。材质使用的是预定义的MARBLE。原想把程序传上来，可是目前我无FTP可用，BLOG中以往的连接都失效了，如有哪位网友能提供我BLOG用的FTP，不胜感谢。




 


 
 


 
posted on 2008-05-29 21:55 太傻 阅读(726) 评论(11)  编辑 收藏 所属分类: 图形学

评论

#1楼  2008-06-01 10:30 hmcen [未注册用户]
效果非常不错
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#2楼  2008-06-02 09:58 libz [未注册用户]
写的太好了,学习ing....
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#3楼  2008-06-02 15:47 哈哈哈 [未注册用户]
谢楼主，能给我一份源程序清单吗？

再谢博主，能让我们有这样一个交流的园地！
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#4楼  2008-06-02 15:48 哈哈哈 [未注册用户]
谢楼主，能给我一份源程序清单吗？Email：cainiao220@126.com

再谢博主，能让我们有这样一个交流的园地！
  回复  引用    

#5楼  2008-06-02 16:44 wohoa [未注册用户]
赫赫，楼主沉寂的快一年了，终于出来冒个泡了，赫赫
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#6楼  2008-06-05 15:12 leyisoft [未注册用户]
太不错了,能给我一份源码吗,谢谢
leyisoft@126.com
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#7楼  2008-06-07 10:57 怀沙      
弄点好看的材质效果会更棒，呵呵。
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#8楼  2008-06-30 16:58 李林昆      
有一定道理,对透明度低的次表面散射是这样
但透明度高的呢?
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#9楼  2008-07-05 17:12 龙巢NET刀      
希望博主不要公布源代码， 即使公布也最好只公布计算细节的代码，
而不要公布完整的源代码。

另外博主公布钓鱼的方法，即原理的细节更好。
而源代码相当于你专有的东西，既然都知道原理了，那么就需要我们读者本身
努力。

如果谈上交流，索要源代码就相当于要饭，而读者缺并为给博主提供什么帮助。
也就是交流只是单向的，很多人一向是要完代码当作自己的毕业设计，或作他用，根本没有深入到其本质。
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#10楼  2008-07-25 22:54 NO6 [未注册用户]
效果相当不错，后边高频的亮点是哪里来得？
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#11楼  2008-07-31 09:20 yuanhong      
效果挺不错的。你提到的高光会增强效果，确实有道理，SDK里面应该是用的SH基函数，对于低频光比较合适。不知试试HDR的图片作为环境光效果是否更好。
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该文被作者在 2008-06-01 15:04 编辑过
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